文档介绍：实验1-5-1光拍的传播和光速的测量
声光学是近年来新兴的一门边缘学科，如今已广泛地应用在各个领域。将声光频移技术引入到 光速测量中，使得光速测量精度更高，也更为方便。
测量光速的方法很多，有经典的也有现代的。早在 1676波长。
用光电探测器接收光的拍频波，由于光频率高达1014Hz,光振动的周期约为10 14秒，而最好
的光电探测器，其响应时间也只能达到10 9秒，它远大于光波的周期。因此，任何探测器所产生
的光电流都只能是在响应时间内的时间平均值，即
(4-2-2)
2X
i gE0 1 cos t 一 c
式中g为探测器的光电转换常数。在同一时刻，光电流 r的空间分布如图 4-2-2所示。将直流成份
滤掉，即得光拍信号。而光拍信号的位相差与空间位置x有关。设空间某两点之间的光程差为L,
拍信号位相差为，由（4-2-2）式得
L 2 f L
（4-2-3）
cC
如果将光分为两路，使其通过不同的光程后入射到同一探测器，则该探测器输出的两个光拍信号的
2时，L 恰为光
位相差与光程差L之间的关系仍由（4-2-3）式确定。特别是当
拍的波长，因此有
A
图4-2-2拍频被场在工时刻的空间分布
(4-2-4)
在上式中，只要测得了f与 则可计算出光速。
2、相拍二光波的获得
利用声光效应获得相拍光波可采用行波法和驻波法，在本实验中我们采用驻波法。如图4-2-3
所示，在声光介质与声源（压电晶体）相对的端面敷以反射材料，若声光介质的厚度恰为超声半波 长的整数倍，则前进声波与反射声波在介质中形成超声驻波场，这样的介质也就相当于是一个光栅，
激光束通过时就要发生衍射，而且衍射效率较高。第N级衍射条纹的圆频率与超声波频率有关，可 以写成
n,m 0 2n 2m F
式中n , m等于0、土1、土 2……， F为超声波频率。可见，在同一级衍射条纹内存在许多不同
频率的光波，因此用同一级衍射光就可以获得拍频光。选取第一（ n 1）级，m 0, 1的两种频
率迭加，获得拍频为 2F。
圉 相拍光波的获得
.实验仪器和实验内容
光速测定仪、双综示波器、频率计等。
图4-2-4和图4-2-5所示分别为实验装置框图和实验光路图。
ffl <实婆装置框图
）移据一遢北詈
就铜
图4-2T光速潺定仪光路图
调整仪器（调整方法详见仪器说明书），使光路满足图4-2-5所示要求。微调信号频率及斩光器转
动速度，同时调节透镜，在示波器中观察图4-2-5中（1） （2）两束光的正弦信号波形并使之振幅
相等，移动反射镜（3）,利用位相比较法由式（4-2-4）计算He Ne激光在空气中的传播速度。
式中f为2F , F值约为15MHz需要从频率计上精确读出。
实验次数
1
2
3
4
5
近程/mm
远程/mm
光程差/mm
频率/MHz